(57)【要約】【課題】光音響測定を行う装置が被検体を保持する部材と光量を測定するための部材を有する場合に、装置の機構を単純にし、部材の交換容易性を高める。【解決手段】光源と、被検体を保持する保持部と、光源から出射した光を保持部を介して被検体に照射することで発生する音響波を受信して電気信号に変換する音響受信部と、光源から出射される光を測定する光測定部と、光測定部が測定した光から被検体における光密度分布を算出し、光密度分布と、電気信号とに基づいて被検体内の特性情報を生成する処理部と、光測定部の少なくとも一部と、保持部とをそれぞれ独立して取り外し可能に支持する支持部を有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１Ａ
2013183915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
被検体を保持する保持部と、
前記光源から出射した光を前記保持部を介して前記被検体に照射することで発生する音響波を受信して電気信号に変換する音響受信部と、
前記光源から出射される光を測定する光測定部と、
前記光測定部が測定した光から前記被検体における光密度分布を算出し、当該光密度分布と、前記電気信号とに基づいて被検体内の特性情報を生成する処理部と、
前記光測定部の少なくとも一部と、前記保持部とをそれぞれ独立して取り外し可能に支持する支持部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記光測定部は、前記支持部に取り付けられた光拡散部と、光が前記光拡散部に照射されたときに生じる光学パターンを撮像する撮像部を含み、
前記処理部は、前記光学パターンに基づいて前記光密度分布を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記光拡散部を支持する
ことを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記光測定部は、前記光源からの出射光量を測定するセンサであり、
前記処理部は、前記出射光量に基づいて前記光密度分布を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記被検体を挟持する一対の板状部材であり、前記支持部は前記一対の板状部材の一方を支持する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
レーザーなどの光源から生体に光を照射し、入射した光に基づいて得られる生体内の情報を画像化する光音響イメージング装置の研究が医療分野で積極的に進められている。このようなイメージング技術の一つとして、Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＰＡＴ：光音響トモグラフィー）が提案されている。
【０００３】
ＰＡＴとは、光源から発生したパルス光を生体（被検体）に照射し、生体内を伝播・拡散した光を吸収した生体組織から発生する音響波を受信し、受信した音響波を解析処理することで、被検体である生体内部の情報を可視化する技術である。これにより、生体内の光学特性分布、特に光エネルギー吸収密度分布が得ることができ、この光エネルギー吸収密度分布を用いて被検体を診断する研究が行われている。
【０００４】
特許文献１によれば、ＰＡＴにおいて、被検体内における光吸収体から発生する音響波の初期音圧Ｐ０は次式（１）で表すことができる。
Ｐ０＝Γ・μａ・Φ    …（１）
ここで、Γはグリューナイゼン係数であり、体積膨張係数βと音速ｃの二乗の積を定圧比熱ＣＰで割ったものである。μａは光吸収体の光吸収係数、Φは光束である。
グリューナイゼン係数は、被検体が決まれば、ほぼ一定の値をとることが知られている。光束とは、局所的な領域での光量、すなわち光吸収体に照射された光量のことを指し、光フルエンスとも言われる。
【０００５】
被検体中を伝播してきた音響波の大きさである音圧Ｐの時間変化を測定し、その測定結果から初期音圧分布を算出する。算出された初期音圧分布をグリューナイゼン係数Γで除することにより、μａとΦの積である光エネルギー吸収密度分布を得ることができる。
式（１）で示されるように、初期音圧Ｐ０の分布から光吸収係数μａの分布を得るためには、被検体内の光束Φの分布（光量分布）を求めることが必要である。
【０００６】
特許文献１によれば、光束Φの分布は、表面に照射される光の相対光照射密度分布（以下、「相対照度分布」ともいう）を用いて算出することができる。相対照度分布とは、被検体の表面の光照射領域における相対的な光強度分布のことである。相対照度分布は、光が照射されたときに被検体表面に生じる光学パターンを撮像することにより求められる。この相対照度分布を解析することにより被検体内の光量分布を算出でき、その光量分布を用いて式（１）より被検体内の光吸収分布を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２２９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明における光音響イメージング装置をはじめ、Ｘ線やＣＴ、ＭＲＩのように人や動物を撮影するようなイメージング装置において、より鮮明な画像を得るために被検体を保持、固定する方法がとられている。そのために、被検体の形状や、撮像目的に適した形状の保持具が開発されている。例えば市販されているマンモグラフィでは、保持具である圧
迫板の大きさにバリエーションがあり、乳房の大きさに合わせて圧迫板を交換可能となっている。その結果、撮影時に施術者が乳房の形を整えやすくなり、望ましい画像を得ることができる。また、局所的な撮影や拡大撮影を行うための圧迫板が用意されている。
【０００９】
特許文献１に記載の装置においても同様に、被検体が動かないように保持する機構がある。しかしこの装置では、被検体と接する保持部の一部に、相対照度分布を求めるための光拡散部材が取り付けてある。そのため、保持部を交換する際に光拡散部材も取り付けなおす必要があり、一般的なマンモグラフィ等と比較して保持板を交換する際に手間がかかるという課題がある。
【００１０】
上記課題を解決するために、光拡散部材付きの保持板を用いるという対策が考えられる。しかしこの対策では、被検体を撮像する面積に加えて光拡散部材の面積が必要になる。そのため保持板が大きく複雑な形状になり、コストの増加や剛性の低下といった課題が生じる。
【００１１】
さらに特許文献１では、光照射密度分布を求める方法として、光拡散部材に照射した光を撮像して相対光照射密度を求め、光量測定部によって光量を別途測定し光照射密度分布を算出しているが、その他の光照射密度分布の手段については言及していない。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響測定を行う装置が被検体を保持する部材と光を測定するための部材を有する場合に、装置の機構を単純にし、部材の交換容易性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、光源と、被検体を保持する保持部と、前記光源から出射した光を前記保持部を介して前記被検体に照射することで発生する音響波を受信して電気信号に変換する音響受信部と、前記光源から出射される光を測定する光測定部と、前記光測定部が測定した光から前記被検体における光密度分布を算出し、当該光密度分布と、前記電気信号とに基づいて被検体内の特性情報を生成する処理部と、前記光測定部の少なくとも一部と、前記保持部とをそれぞれ独立して取り外し可能に支持する支持部と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光音響測定を行う装置が被検体を保持する部材と光（例えば光分布）を測定するための部材を有する場合に、装置の機構を単純にし、部材の交換容易性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】実施形態１に係る装置の構成の一例を示す模式図。
【図１Ｂ】実施形態１に係る装置の構成の一例を示す別の模式図。
【図２】実施形態１に係る装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図３】実施形態１に係る装置の開口部の一例を示す模式図。
【図４】実施形態１に係る装置の光照射密度分布産出のフローチャート。
【図５】実施形態２に係る装置の構成の一例を示す模式図。
【図６】実施形態２に係る装置の動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以
下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１７】
なお、本発明において、音響波とは、音波、超音波、光音響波と呼ばれるものを含み、被検体に近赤外線等の光（電磁波）を照射して被検体内部で発生する弾性波のことを示す。また、本発明の光音響イメージング装置は、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とし、被検体の内部の特性情報を取得して画像データを生成する装置である。よって、被検体としては生体、具体的には人体や動物の乳房や指、手足などの診断の対象部位が想定される。被検体内部の光吸収体としては、被検体内で相対的に光吸収係数が高いものであり、例えば、人体が測定対象であれば酸化あるいは還元ヘモグロビンやそれらを含む多く含む血管、あるいは新生血管を多く含む悪性腫瘍が該当する。以上のような被検体内の特性情報は被検体情報とも呼ばれることから、かかる特性情報を取得する本発明の光音響イメージング装置を、被検体情報取得装置と呼ぶこともできる。
【００１８】
＜実施形態１＞
（装置構成）
図１Ａは、本実施形態の光音響イメージング装置の構成を示した模式図である。本実施形態の光音響イメージング装置は、被検体１０５を保持する保持部１０１と、保持された被検体に光を照射する光学系１０９を有している。また、光を照射することにより発生する音響波を受信して電気信号に変換する音響波変換部１０６と、前記電気信号から画像データを生成する処理部１０７とを有している。
【００１９】
（ＰＡＴ測定の原理）
本実施形態に係る光音響イメージング装置を用いて行われるＰＡＴ測定を説明する。光源１０８から発せられた光１１４は例えばレンズ、ミラー、光ファイバなどの光学系１０９を介して、生体などの被検体１０５に照射される。なお、光学系１０９は光１１４の照射領域を拡大する拡大レンズを有していることが好ましく、拡大レンズによって光１１４は照射光１１５となって被検体１０５に照射される。
【００２０】
被検体１０５の内部を伝播した光のエネルギーの一部が血管内又は血液内などの光吸収体（結果的に音源となる）に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により音響波（典型的には超音波）が発生する。音響波は、音響波変換部１０６により受信されて電気信号に変換される。そして、処理部１０７は、電気信号から得られる被検体１０５内の初期音圧分布と被検体１０５内の光量分布とを用いて被検体１０５内の光吸収係数分布を画像データとして生成する。そして、この画像データは液晶ディスプレイなどの表示装置（不図示）に画像として表示される。
【００２１】
装置は他に、光照射密度分布を求める機構として、光拡散部材１１１やそれを取り付ける開口部１１１、光学系１０９で測定光と分岐された参照光１１６を受信する光量測定部１１３、撮像部１１２を備える。これらの機構を用いた光測定については後述する。
【００２２】
（保持機構の構成）
保持部１０１は、光を照射する側の光照射側保持板１０２と音響波を受信する側の受信側保持板１０３の２枚の保持板から構成されている。光照射側保持板１０２は、光照射側保持部板支持部材１０４に取り外し可能に取り付けられている。光照射側保持板１０２と光照射側保持部板支持部材１０４は、被検体１０５を所定の位置に保持するために連動して移動可能に構成されている。ここでは一対２枚の板状部材で被検体を挟持しているが、被検体を押し付けて保持しても良い。また形状も、必ずしも板状部材に限られない。
【００２３】
なお、光照射側保持板１０２としてはアクリル樹脂のような透明性の高い材料が、受信
側保持板１０３としてはポリメチルペンテンポリマーなどの人間の乳房等に近い音響インピーダンスを有する材料が好ましい。
【００２４】
光照射側保持部板１０２は、被検体１０５の形状や撮影目的に合わせて交換可能な複数の形状のものが、バリエーションとして用意されている。光照射側保持部板１０２は、光照射側保持部板支持部材１０４に対して、被検体側からの操作にて取り外し可能に固定されている。取り付け部の構造や取り付け方法は、被検体を保持する際に被検体方向からかかる荷重に耐えられるものであれば良いが、工具を使用せずに片手で交換できる構造が望ましい。
【００２５】
光照射側保持板支持部材１０４には、光照射側保持板１０２の被検体１０５と接する面と一定距離を保つように光拡散部材１１１が固定されている。光拡散部材１１１は、光照射側保持板支持部材１０４に対して、光照射側保持部板１０２とは独立して付け外しが可能なように固定されている。光拡散部材を設置および交換しやすくするために、光照射側保持板支持部材１０４に開口部１１０があると良い。
【００２６】
引き続いて、光音響イメージング装置を構成する各部材の好ましい形状や材質、あるいは特性について具体的に説明する。
【００２７】
（光源）
光源は、生体を構成する成分のうち特定の成分（例えばヘモグロビン）に吸収される特定の波長の光を出射する。具体的には、波長が５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の光を出射することが好ましい。光源としては５ナノ秒乃至５０ナノ秒のパルス光を発生可能な光源を少なくとも一つは備えている。光源としては大きな出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザーのかわりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することができ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーやＴｉ：サファイアレーザーを用いることができる。また、波長可変であってもよい。
【００２８】
（光学系）
光学系は、例えば、光を反射するミラーや、参照光と照射光を分岐するためのハーフミラーや、光を集光したり拡大したり形状を変化させるレンズなどである。このような光学系は、ミラーやレンズ以外にも、光導波路などが挙げられ、光源から出射された光を被検体に所望の形状で照射することができればどのようなものでもよい。なお、光はレンズで拡散させることにより、ある程度の面積に広げる方が好ましい。
【００２９】
また、光を被検体に照射する領域は被検体上を移動可能であることが好ましい。言い換えると、光源から発せられる光が被検体上を移動可能となるように構成されていることが好ましい。移動可能であることにより、より広範囲に光を照射することができる。光を被検体に照射する領域を移動させる方法としては、可動式ミラー等を用いる方法や、光源自体を機械的に移動させる方法などがある。
【００３０】
（光量測定部）
光量測定部は、光パワーメーターで、フォトダイオードを利用した光学センサ、熱伝対素子を利用したサーマルセンサ、焦電気物質を利用したパイロエレクトリックセンサなどがある。本発明の光源は単パルスであるため、パイロエレクトリックセンサが望ましい。
【００３１】
（光拡散部材）
光拡散部材は、散乱体や光拡散部材、酸化チタンなどが入った薄いウレタンシートなどが望ましい。また、等方円拡散で拡散角が面内均一で撮像部とレンズの画角よりも十分大
きいことが望ましい。例えば画角が２０度の場合、その±１０度の角度の中で、拡散光の強度が変化しないように、拡散角６０度以上の光拡散部材が望ましい。厚さは、０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度が好ましい。光拡散部材は、本発明の光拡散部に相当する。
【００３２】
（撮像部）
撮像部は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラで、レンズやＮＤフィルター等の光学系と組み合わせて、光拡散部材１１１上で拡散された光学パターン全体を撮像できる焦点距離を持つ。撮像部にて撮影した画像データを基に処理部１０７にて光照射密度分布を算出するため、画像データはデジタル出力出来ることが望ましく、画素数は撮像領域の音響変換部１０６の素子ピッチを考慮して十分な数である必要がある。本実施形態では、撮像部と光拡散部材が、光測定部に相当する。
【００３３】
（音響波変換部）
音響波変換部は、音響波を受信して電気信号に変換する１つ以上の素子を有し、圧電現象を用いたトランスデューサー、光の共振を用いたトランスデューサー、容量の変化を用いたトランスデューサーなどで構成される。音響波を受信して電気信号に変換できるものであればどのような素子を用いてもよい。音響波を受信する素子は１次元又は２次元に複数配列することにより、同時に複数の場所で音響波を受信することができ、受信時間を短縮できると共に、被検体の振動などの影響を低減できる。なお、１つの素子を移動させることで、複数の素子を２次元あるいは１次元に配置したものと同様の信号を得ることも可能である。音響波変換部は、本発明の音響受信部に相当する。
【００３４】
（処理部）
処理部１０７は、相対照射分布の算出、光吸収係数分布等の画像データの生成、焦点調節機構への指令送信、等を行う処理部であり、典型的にはワークステーションなどが用いられる。相対照度分布を算出し、その結果から照射光にフィードバックする処理などがあらかじめプログラミングされたソフトウェアにより行われる。また、処理部は、音響変換部１０６から取り込まれた電気信号に対してノイズ低減処理などを行ってもよい。
さらに、撮像部１１２の移動制御だけでなく、音響変換部１０６や光学系１０９等の走査機構の制御など光音響イメージング装置を動作させる処理全般を行ってもよい。
【００３５】
（光照射密度分布算出処理全体の流れ）
本実施形態の作業フローを、図２を用いて説明する。
本作業では、ステップＳ３０における相対光照射密度分布の取得と、ステップＳ４０における照射光量の取得を行い、それらに基づいてステップＳ５０にて光照射密度分布を求める。
【００３６】
（相対光照射密度分布の取得方法と機構）
相対光照射密度分布（相対照度分布）の取得方法と機構を説明する。取得した相対光照射密度分布のＰＡＴ測定における利用方法は後述することとし、まず本実施形態の特徴である相対光照射密度分布の取得機構の構成を説明する。
【００３７】
相対光照射密度分布は、被検体１０５の表面の光照射領域における相対的な光強度分布のことである。本実施形態では、相対光照射密度分布を取得する際に、図１Ｂに示すように、光学系１０９から照射光１１５を光拡散部材１１１に照射する。そして、照射される光学パターン（拡散光パターン）を撮像部１１２にて撮像して、処理部１０７により解析処理することにより、相対光照射密度分布を取得する。
【００３８】
上述した図２のフロー中、相対光照射密度分布の取得にかかるステップＳ３０には、サブステップＳ３１〜Ｓ３４が含まれる。
（ステップＳ３１）正確な光測定のためには、撮像部１１２の画角やピントを、光照射側保持板支持部材１０４に対して固定された光拡散部材１１１（図１Ｂ）に合わせる必要がある。そのために、光拡散部材１１１の撮像部側に、画角とピントが判断できるチャート等を取り付ける。チャートは図３の符号３０２のように取り付けられる。
【００３９】
（ステップＳ３２）続いて、撮像部が撮像を行う際の条件出しを行う。すなわち、光学系１０９から光拡散部材１１１の表面に照射される光学パターン（拡散光パターン）にあわせて、撮像部のピントと画角を合わせる。
（ステップＳ３３）その後、再びチャートを外す。
（ステップＳ３４）チャートを外した状態で撮像部により拡散光パターンを撮像する。その画像を処理部１０７で解析処理することにより、相対光照射密度を算出する。
【００４０】
ピントと画像合わせ（Ｓ３２）の作業は、拡散板の位置が変わらなければ必ずしも毎回行う必要はない。ただし、拡散板を付け替えたり位置が変わったりする可能性のある場合は、その都度行う必要がある。従って光照射側保持板と拡散板は別々に取り外すことができ、光照射側保持板を交換する際に拡散板の位置が変わらないことが望ましい。
【００４１】
（光拡散部材の取り付け位置）
上述した特許文献１には、光が被検体に照射される側の保持部の、被検体と接する側の表面、あるいは略同一面に光拡散部材を配置すると記載されている。しかし、被検体を圧迫したときの応力により保持板にたわみが生じた時に、照射光が被検体の表面に到達するまでの距離が変化する（近くなる）ことがある。その場合、保持板の表面に拡散部材を配置して撮像した画像に基づく光照射量が不正確なものになる可能性がある。そこで、かかる距離の変化に対応するための、より好ましい光拡散部材の取り付け方について説明する。
【００４２】
図３（ａ）では、光拡散部材１１１を光照射側保持板支持部材１０４に対して固定するときに、光照射側保持板１０２の被検体１０５と接する面と一定距離３０４を保つようにしている。これにより、実際の光音響測定時における光照射側保持板１０２の位置に対応した正確な相対光照射密度分布が算出できる。
【００４３】
一定距離３０４の好適な数値は、光学系１０９から被検体までの行路３０５と光学系１０９から光拡散部材まで行路３０６の光路差が０になるように設定することが好ましい。例として、光学系から被検体までの間に空気以外に光照射側保持板しかなく、光学系から光拡散部材の間に空気しかない場合について考える。この場合、大気と光照射側保持板の屈折率の違いを考慮して、空気の屈折率をｎ、光照射側保持板の屈折率をｎ’、光照射側保持板１０２の厚さをｔ’とすると（１−ｎ／ｎ’）ｔ’で表すことが出来る。
【００４４】
（チャートの取り付け）
次に図３（ｂ）を用いてチャートパターン３０８の一例を示す。ここに示すように拡散光バターンの中央が分かる十字と照明領域の外形（ここでは四角形）が分かる形状とすることにより、１ピクセル当たりの大きさが算出しやすい。
【００４５】
さらに図３（ａ）、図３（ｂ）を用いてチャート取り付けの一例を示す。図３（ａ）のチャート３０２のパターン面３０３は、光拡散部材側に向けて取り付けた方がピント合わせの精度が良い。そこで、例えば突起形状を設けて、表裏を間違えた誤装着を防止する形状（不図示）を付けると良い。
【００４６】
また、チャートが被検体側に外れると交換作業性が向上する。そこで例えば、光照射側保持板支持部材１０４に、光拡散部材１１１とチャート３０２の位置決めと取り付け用の
段差を設け、取り付け穴３０７（図３（ｂ））によってネジ固定しても良い。また、光照射側保持板支持部材１０４にチャート３０２をクランプする構造を付けても良い。さらに、チャートを外した後に光拡散部材の汚れ防止のためカバーガラス（不図示）を付けても良い。
【００４７】
なお、撮像部１１２には、ＮＤフィルターやレンズ等の光学系（不図示）が配置される。このレンズは、撮像部１１２が光拡散部材１１１上で拡散された照射光１１５の光学パターン全体を撮像できる焦点距離を持つと良い。ＮＤフィルターは、撮像部１１２が光拡散部材１１１上で拡散された照射光１１５の光学パターン全体を撮像できるＮＤを有していればよい。
【００４８】
（照射光量の取得）
図２のフローに戻り、説明を続ける。被検体１０５内の光量分布は、被検体１０５の表面に照射される光照射密度分布を用いて算出される。ここでは、光の絶対的な強度の情報である光照射密度分布をＳ５０で求めるために、相対光照射密度分布（上述したようにＳ３０から求められる）とともに必要となる、照射光１１５の全光量の求め方の一例を説明する。
【００４９】
図２のフロー中、照射光量の取得にかかるステップＳ４０には、サブステップＳ４１〜Ｓ４３が含まれる。照射光量は、被検体１０５の表面の光照射領域に照射される照射光１１５の全光量である。
（ステップＳ４１）図１Ａにおいて、光学系１０９は、保持部１０１に照射する照射光１１５と光量を測定する光量測定部１１３に照射する参照光１１６とに分岐する光学系（例えばハーフミラー）を有している。本ステップでは、かかる状態で、あらかじめ光パワーメーター等で全光量を測定する。
【００５０】
（ステップＳ４２）続いて、照射光の光量と、参照光量との比率を求める。ここで、照射光１１５と参照光１１６との光量の比率は、ハーフミラーを調整することにより決定できるので、その値に従って比率が求められる。
（ステップＳ４３）続いて、参照光１１６の光量を光量測定部１１３によってモニターする。モニターされた値と、前ステップにおける比率から、照射光１１５の全光量を随時知ることができる。
【００５１】
なお、必ずしも光量測定部１１３は必要ではなく、光学系１０９として所望の光量だけを透過させるような光学系を用いたり、光音響イメージング装置の製造時に設定した比率を用いたりしてもよい。
【００５２】
（光照射密度分布の取得）
続いてステップＳ５０において、相対光照射密度分布および照射光量に基づいて、被検体表面における光の絶対的な強度の情報である光照射密度分布を求める。
【００５３】
（測定フロー）
図４を用いて本実施形態の光音響イメージング装置の動作を説明する。
（ステップＳ１０）まず、図１Ｂで示すように、光拡散部材１１１が、光照射側保持板の被検体の接する面と略同一面に配置される。そして、光拡散部材１１１に光源１０８からの光１１４が光学系１０９を介して照射光１１５として照射される。
【００５４】
（ステップＳ１１）光拡散部材１１１に照射された照射光１１５は、光拡散部材１１１上で拡散される。撮像部１１２は、その拡散光パターンを撮像し、第１の電気信号に変換される。
（ステップＳ１２）そして、第１の電気信号は処理部１０７に取り込まれ、光拡散部材１１１上の相対光照射密度分布が算出される。具体的には、相対光照射密度分布は、撮像部１１２で撮像された拡散光パターンと、あらかじめ測定した１ピクセルあたりの撮像対象（ここでは光拡散部材１１１）の大きさを基に算出される。
【００５５】
（ステップＳ１６）次に、図１Ａで示すように、保持部１０１で被検体１０５を保持する。このように、被検体１０５を挟んで音響波変換部１０６と照射光１１５が対向する位置に配置された状態で、被検体１０５に照射光１１５を照射する。
（ステップＳ１７）そして、照射光１１５の光エネルギーの一部が被検体１０５内の光吸収体に吸収されて発生される音響波を音響波変換部１０６が受信し、第２の電気信号に変換する。
（ステップＳ１８）第２の電気信号は処理部１０７に取り込まれ、処理部１０７によって解析処理されて初期音圧分布が算出される。
【００５６】
（ステップＳ２２）一方、Ｓ１６で被検体１０５に照射される照射光１１５とは分岐された光１１４の一部は、参照光１１６として光量測定部１１３によって受信され、電気信号に変換される。
（ステップＳ２３）変換後の電気信号は処理部１０７に取り込まれ、参照光１１６の光量が算出される。ここで、参照光１１６の光量と照射光１１５との光量はある一定の比率になるように調整され、あるいは、あらかじめその比率が測定されている。したがって、処理部１０７は、参照光１１６の光量から照射光１１５の全体の光量を算出できる。
【００５７】
（ステップＳ２４）処理部１０７は、照射光１１５の全体の光量（Ｓ２３）と相対光照射密度分布（Ｓ１２）から、被検体１０５の表面上の光照射密度分布を算出する。
（ステップＳ２５）そして処理部１０７は、被検体表面での光照射密度分布を基に被検体内の光量分布を算出する。
【００５８】
（ステップＳ２０）処理部１０７は、初期音圧分布（Ｓ１８）と、光量分布（Ｓ２５）とを用いて、光吸収係数分布を算出する。
（ステップＳ２１）最後に、処理部１０７は、Ｓ２０で算出された光吸収係数分布を画像データとして生成する。そして、その画像データは表示装置（不図示）によって表示される。
【００５９】
このように光拡散部材を使用して光照射密度分布を推定することで、被検体の光量分布をより精度よく求めることができ、光吸収係数分布を精度よく求めることが可能となる。
【００６０】
＜実施形態２＞
実施形態１においては、光拡散部材１１１へ光を照射し、光拡散部材で生じる光学パターンを撮像部にて撮像して相対光密度分布を求め、別途全光量を測定し光照射密度分布を算出していた。本実施形態では、実施形態１における光拡散部材１１１の代わりに、照射光量測定センサ（図５の符号５０１）を光照射側保持板支持部材１０４に取り付けている。かかる構成により、光強度と分布を同時に測定して、光照射密度分布を直接求めることが可能になる。
【００６１】
照射光量測定センサ５０１は、光を検出して電気信号に変換する１つ以上の素子を有し、フォトマル（光電子増倍管）、フォトダイオードなどで構成される。光を検出して電気信号に変換できるものであればどのような素子を用いてもよい。光を検出する素子は１次元又は２次元に複数配列することにより、同時に複数の場所で光を検出することができ、検出時間を短縮することが出来る。本実施形態では、この照射光量測定センサが、光測定部に相当する。照射光量測定センサは、光源からの出射光量を測定できる。
【００６２】
照射光量測定センサ５０１の面積が照射する光の面積以上の場合、一度の測定で光照射密度分布が測定できる。しかし照射光量測定センサ５０１の面積が照射する光の面積以下の場合、一度の測定で光照射密度分布が測定できないので、光学系１０９を走査させることにより、照射パターン全域の光照射密度分布を測定することが出来る。
【００６３】
本実施形態に示すような照射光量センサを使用する場合、センサ配線があるため光拡散部材を使用した場合よりも取り外しがさらに困難である。したがって光照射側保持板を個別に取り外しできることによって交換利便性が高まる意義は大きい。
【００６４】
図６を用いて、実施形態２に係る光音響イメージング装置の動作を説明する。
（ステップＳ６０）まず、図５に示すように、照射光量測定センサ５０１が、光照射側保持板の被検体の接する面と略同一面に配置される。そして、照射光量測定センサ５０１に光源１０８からの光１１４が光学系１０９を介して照射光１１５として照射される。
【００６５】
（ステップＳ６１）照射光量測定センサ５０１に照射された照射光１１５は、第１の電気信号に変換される。照射光１１５が一度に照射光量測定センサ５０１にて測定しきれない場合、光学系を走査することにより、照射光１１５全体の照射光の光量と分布の両方の情報を得ることが出来る。
（ステップＳ６２）そして、第１の電気信号は処理部１０７に取り込まれ、照射光量分布が算出される。この際に、光量測定部１１３にて測定した参考光の強度と、被検体１０５に光を照射（Ｓ１６）して測定している際の参考光強度より、被検体に照射された照射密度を算出（Ｓ２４）することが出来る。
被検体に光を照射する（Ｓ１６）以降、画像表示（Ｓ２１）するまでの動作は実施形態１と同様である。
【００６６】
このように照射光量測定センサ５０１を用いて光照射密度分布を求めることにより、光拡散部材を用いた光照射密度分布産出を簡単に行うことが可能となる。また、光量を直接センサで測定していることより、より正確な光照射密度分布を求められることが期待できる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の各実施形態に係る被検体情報取得装置（光音響イメージング装置）においては、光拡散部材等の光測定部を取り外すことなく、保持部を独立に交換することができる。これにより、被検体の形状や、撮像目的に合致した形状の保持部で保持された被検体を撮影することができるため、診察に適した画像が得やすくなる。また保持板を小型で単純形状にすることができるため、保持板の交換容易性を向上することができ、術者の手間を減らすことができる。またコスト面でも有利になる。さらに光照射密度分布測定をより精度良く簡便に行うことが出来る。さらに光測定部の交換容易性も得られる。
【符号の説明】
【００６８】
１０１：保持部，１０２：光照射側保持板，１０３：受信側保持板，１０４：光照射側保持板支持部材，１０６：音響変換部，１０７：処理部，１０８：光源，１０９：光学系，１１１：光拡散部材，１１２：撮像部，１１３：光量測定部
【図１Ａ】
2013183915.tif 000003
【図１Ｂ】
2013183915.tif 000004
【図２】
2013183915.tif 000005
【図３】
2013183915.tif 000006
【図４】
2013183915.tif 000007
【図５】
2013183915.tif 000008
【図６】
2013183915.tif 000009